[发明专利]一种透过金属套管测量套管外地层电阻率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田勘探开发测井，特别涉及一种透过金属套管测量套管外地层电阻率的方法。

背景技术

地层电阻率是油田勘探区别油水层的重要参数，对于油层识别，原油储量，剩余油饱和度，油藏动态评估具有重要意义。传统地层电阻率测量仪器采用电法测井仪器在裸眼井中测量，套管井中由于金属套管对电场的屏蔽作用电法测井很难实施。采用电测方法测量金属套管外地层的电阻率是近年来电阻率测井的一个重要研究领域。

1939年，前苏联Alpin提出了在套管内用三个电极来测量差分电压，从而估计泄漏到地层的电流，计算出地层电阻率，实现过金属套管测井的目的。然而，由于这项专利存在以下缺陷而未能投入具体实施：1)从原理上看，该方案仅能获得地层的相对电导率，而不能测得地层电导率的绝对值；2)该方案不能确定出套管厚度和套管电导率的变化对测量结果的影响；3)电极距选择不当，与理想的电极距差别很大，对测量结果可产生重大影响；4)Alpin没有认识到，为了消除电场畸变对电压测量结果的影响，电流电极与泥岩电极之间必须保持一定的距离。

专利文件US2459196中提出的基本测量原理是使一电流在一定条件下沿着套管流动，致使电流泄漏于地层中，通过测定电流泄漏，可以确定地层的电阻率。而电流泄漏可以通过测定安放在油井中不同深度处的各电极之间的电压降而予以估算。

专利文件US2729784说明了一种测定泄漏到地层的电流的方法。沿着套管等距离间隔安放3个测量电极a，b，c，在相反两个方向上把电流通过安放在测量电极的两侧的电流电极注入套管，在中心电极b位置处泄漏电流的数值是通过测定电极a，b间和电极b，c间的电压降，并计算两电压降之间的差值得到的。

专利文件FR2207278提出使用三个均匀间隔开来的测量电极用于测定泄漏电流，而且还说明了一种包含两个步骤的方法：一第一步骤，发射电极和近处的回流电极组成回路，用于测定由各外部测量电极所限定的套管段的电阻，在此步骤中使电流沿着套管流动以致泄漏到地层的电流可以忽略不计；以及一第二步骤，发射电极和远处回流电极组成回路，电流可以漏向地层。

专利文件US6765387提出了一种不需要刻度步骤但是可以快速测定套管外地层电阻率的方法。在仪器的三个电流电极B、M、A之间分别安放两对测量电极C、D和E、F，分别调整注入电流电极B、M、A上的电流，使得测量电极C、D和E、F的电压降为零，测量点M处的地层视电阻率是通过电流电极M上注入的电流估算的。

专利文件US6603314提出使用两个电流同时注入套管来测定套管外地层电阻率的方法。在仪器的第一、第二电流电极之间安放三个可以与套管良好接触的测量电极，并在地面远离套管井口处安放一个回路电极，同时在第一、第二电流电极上加频率相同、相位不同的电流，套管外地层电阻率的数值是第一个和第二个测量电极间的电压幅度和相位、第二个和第三个测量电极间的电压幅度和相位、第一个电流电极注入的电流的幅度和相位、第二个电流电极注入的电流的幅度和相位、测量电极的二阶差分电位差和电缆电导率共同决定的。

以上现有技术方法解决了测量金属套管外地层电阻率的方法、并考虑了金属套管的不均匀性、电极位置、间距对测量的影响，提出了提高测井效率的方法以及地层电阻率的计算公式，具有重要使用价值，并有商业化产品问世，但目前的技术和产品存在以下技术局限性：

1）激励电流都是通过电缆传送到井下，在电缆上造成了巨大的功率损耗；

2）为了避免缆芯之间信号的相互耦合，激励信号频率小于1Hz，不利于低频噪声的抑制。

以上因素作用的结果使得实际注入地层的有效激励电流很难提高，低频噪声影响较大，微弱信号检测精度很难提高，最终使得有效的地层电阻率测量范围较小，通常在0～50欧姆米左右。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种透过金属套管测量套管外地层电阻率的方法，采用双电源激励的方法避免了将激励信号经过测井电缆传输到井下，避免了大电流流经测井电缆造成的功率损耗，消除了缆芯之间信号的相互耦合造成的激励信号对测量信号的影响。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种透过金属套管测量套管外地层电阻率的方法，包括以下步骤：

步骤一、部件的连接：